Os pesquisadores prendem o plástico de forma que ele só encolha em uma direção. Crédito:SungWoo Nam
(Phys.org) - Como você monta um quebra-cabeça quando as peças são muito pequenas para pegar? Diminua a distância entre eles.
Engenheiros da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign estão usando Shrinky Dinks, plástico que encolhe sob alto calor, para fechar a lacuna entre os nanofios em uma matriz para torná-los úteis para aplicações eletrônicas de alto desempenho. O grupo publicou sua técnica na revista. Nano Letras .
Nanofios são extremamente rápidos, semicondutores eficientes, mas para ser útil para aplicações eletrônicas, eles precisam ser agrupados em matrizes densas. Os pesquisadores têm lutado para encontrar uma maneira de colocar um grande número de nanofios juntos para que fiquem alinhados na mesma direção e com apenas uma camada de espessura.
"Os químicos já fizeram um trabalho brilhante ao fazer nanofios de alto desempenho. Simplesmente não temos como colocá-los em um material que possamos manusear, "disse o líder do estudo SungWoo Nam, professor de ciência mecânica e engenharia da Universidade de I. "Com a abordagem de encolhimento, as pessoas podem fazer nanofios e nanotubos usando qualquer método que quiserem e usar a ação de encolhimento para compactá-los em uma densidade mais alta. "
Os pesquisadores colocam os nanofios no plástico Shrinky Dinks como fariam com qualquer outro substrato, mas, em seguida, reduza-o para aproximar mais os fios. Isso permite que eles criem matrizes muito densas de nanofios de uma forma simples, forma flexível e muito controlável.
Pesquisadores de Illinois estão usando plástico que encolhe quando aquecido para embalar nanofios para aplicações eletrônicas. Crédito:SungWoo Nam
O método de encolhimento tem o bônus adicional de alinhar os nanofios à medida que aumentam de densidade. O grupo de Nam demonstrou como até mesmo fios com mais de 30 graus de desequilíbrio podem ser colocados em alinhamento perfeito com seus vizinhos após serem encolhidos.
“Há montagem acontecendo ao mesmo tempo que a densidade aumenta, "Nam disse, "então, mesmo que os fios sejam montados em uma direção desorientada, ainda podemos usar essa abordagem."
O plástico é apertado antes de assar, de modo que encolhe apenas em uma direção, para que os fios se juntem, mas não se dobrem. Fixar em lugares diferentes pode direcionar as matrizes para formações interessantes, de acordo com o Nam. Os pesquisadores também podem controlar a densidade dos fios compactados variando o tempo de aquecimento do plástico. Eles também estão explorando o uso de lasers para reduzir com precisão o plástico em padrões específicos.
Nam teve a ideia de usar o plástico Shrinky Dinks para montar nanomateriais depois de ver um dispositivo de microfluídica que usava canais feitos de plástico retrátil. Ele percebeu que o alto grau de encolhimento e o baixo custo do plástico podem ter um grande impacto na montagem de nanofios e no processamento para aplicações.
"Estou interessado neste conceito de sintetizar novos materiais que são montados a partir de blocos de construção em nanoescala, "Nam disse." Você pode criar novas funções. Por exemplo, experimentos mostraram que o filme feito de nanofios empacotados tem propriedades que diferem um pouco de um filme fino de cristal. "
Uma aplicação que o grupo está explorando agora é uma célula solar de película fina, feito de nanofios densamente compactados, que poderia coletar energia da luz com muito mais eficiência do que as células solares de película fina tradicionais.
